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L'apprendimento automatico può predire i pazienti pediatrici di ECMO a rischio del trauma cranico

Quando i neonati o i bambini con emergenza del polmone o del cuore stanno lottando per sopravvivere a, medici si girano spesso verso un modulo di sostegno vitale che utilizza i polmoni artificiali. Questo trattamento, chiamato l'ossigenazione di Extracorporeal Membrane (ECMO), è stato accreditato salvare le vite innumerevoli. Ma in alcuni casi, può anche piombo al trauma cranico a lungo termine.

Ora, un gruppo di ricerca piombo dagli scienziati sudoccidentali di UT ha indicato più esattamente che un programma di apprendimento automatico può predire, di medici, che i bambini ed i bambini sono più probabili da subire il trauma cranico dopo ECMO. Lo studio è stato pubblicato il mese scorso nel giornale di medicina clinica.

Medici hanno avuti sempre certa intuizione circa chi potrebbe essere al rischio, ma finora realmente non abbiamo avuti buoni dati per segnare che con esattezza fattori stanno precipitando il trauma cranico da ECMO. Non penso che possiamo completamente eliminare queste lesioni, ma spero che con le migliori previsioni possiamo attenuare il rischio.„

Lakshmi Raman, M.D., guida di studio, professore associato di pediatria a UT sudoccidentale e uno specialista critico di cura alla salubrità dei bambini

ECMO funziona instradando il sangue dall'organismo di un paziente, pompante lo tramite un'unità che aggiunge l'ossigeno, elimina l'anidride carbonica e tiene il sangue caldo prima della restituzione all'organismo. ECMO è utilizzato sia in bambini che in adulti, ma i pazienti più frequenti sono neonati. La terapia cattura la pressione fuori dal cuore ed i polmoni mentre maturano o recuperano dalla lesione.

Molti pazienti hanno trattato con ECMO finiscono con le complicazioni del cervello, tuttavia e medici completamente non capiscono perché. I traumi cranici sono stati attribuiti spesso alle droghe d'assottigliamento date durante il ECMO, ma gli studi non sono riuscito a fare un backup quel collegamento.

“Sono stato realmente interessato vedere se potremmo fornire un algoritmo che cattura tutti questi fattori differenti e prova ad identificare che cosa predispone alcuni pazienti al trauma cranico,„ dice Raman.

Raman ed i suoi collaboratori hanno usato i dati su 174 pazienti sotto l'età di 18, compreso 70 bambini al di sotto vecchio dei 30 giorni, che sono stati trattati con ECMO al centro medico Dallas dei bambini fra 2010 e 2019. In ogni caso, il CT o le risonanze magnetiche del cervello del paziente dopo ECMO era disponibili. Il trauma cranico è stato individuato da una scansione in 81, o da 51 per cento, dei pazienti.

I ricercatori hanno digitato i dati su ogni paziente - compreso l'età, peso, genere, farmaci, tipo di ECMO, motivo principale per ECMO e quanto tempo hanno ricevuto ECMO - in un programma di apprendimento automatico chiamato una rete neurale che è destinata per identificare i reticoli nei gruppi di dati. Il programma analizzato oltre 35.000 ore cliniche del trattamento di ECMO e di 1,4 milione punti di informazioni attraverso 35 variabili.

Il modello risultante ha avuto una tariffa della sensibilità di 73 per cento di predizione del trauma cranico dopo ECMO e la tariffa di specificità di 80 per cento. Ciò martella la potenza di previsione dei clinici, che avevano sospettato il trauma cranico in 61 paziente, con una sensibilità di 39 per cento e di una specificità di 69 per cento.

Sorprendente, se un paziente era sulle droghe dell'anticoagulante, o sul dosaggio di quelle droghe, ha avuto scarso effetto sul trauma cranico. La frequenza cardiaca e la pressione sanguigna di un paziente, tuttavia, sono state trovate aiutare il modello a predire la lesione cerebrale.

“Penso questo probabilmente significhi che dobbiamo concentrare la più attenzione su quelle variabili del flusso sanguigno,„ dice Raman. “Già stiamo cominciando fare il lavoro in quella direzione.„

Il modello di previsione non sta andando essere usato clinicamente in qualunque momento presto; Raman ed i suoi colleghi pianificazione gli studi più grandi che includono i pazienti di ECMO ad altri centri medici. I ricercatori sperano di identificare le caratteristiche che possono aiutare medici a predire quali pazienti la maggior parte del vantaggio da ECMO con il meno rischio.

Source:
Journal reference:

Shah,N., et al. (2020) Neural Networks to Predict Radiographic Brain Injury in Pediatric Patients Treated with Extracorporeal Membrane Oxygenation.  Journal of Clinical Medicine. doi.org/10.3390/jcm9092718.